钻孔灌注桩基础施工探讨
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【摘要】本文介绍了钻孔灌注桩的施工工程及在施工过程中出现问题应对方法，并阐述了施工过程的注意事项。
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
一、引言
桩基础是一种历史悠久而应用广泛的深基础形式。近年来，随着工程建设和现代技术的发展，桩的类型和成桩工艺、桩的承载力与桩体基础的应用更加广泛，更具有生命力。尤其在桥梁工程中，由于桩基础具有较好的适应性，被广泛应用。
二、钻孔灌注桩及适用条件
钻孔灌注桩是用钻孔机在土中钻进，边破碎土体边处土渣而成孔，然后在孔内放入钢筋骨架，灌注混凝土而形成的桩。钻孔灌注桩的特点是施工设备简单、操作方便，适应于各种砂性土、粘性土，也适用于碎、卵石类土层和岩层。但对淤泥以及可能发生流沙或承压水的地基，施工较困难，施工前应做试桩应取得经验。
总之，灌注桩具有如下优点：
(1) 施工过程没有大的噪声和震动；
(2) 可以根据土层分布情况任意变化桩长；
(3) 可以穿过各种软、硬夹层，将桩端置于坚持的土层和嵌入基岩；
(4) 桩身钢筋可根据荷载与性质及荷载沿深度的传递特征，以及土层的变化配置。
三、钻孔灌注桩的施工
1、准备工作
施工前应将场地平整好，以便安装钻架进行钻孔。当墩台位于无水岸滩时钻架位置处应整平夯实，清除杂物，挖换软土；场地有浅水时，宜采用土或草袋围堰筑岛。当场地为深水或者陡坡时，可用木桩或者钢筋混凝土桩搭设支架，安装施工平台支承钻机。深水中水流较平稳，也可将施工平台架设在浮船上，就位锚固稳定后在水上钻孔。
2、埋置护筒
护筒的作用是固定桩位并作钻孔导向，保护孔口防止孔口土层坍塌，隔离孔内外表层水并保持孔内水位高出施工水位，以稳固孔壁。因此，埋置护筒要求稳固、准确。
护筒制作要求坚固、耐用、不易变形、不漏水、装卸方便和能重复使用。护筒内直径应比钻头直径稍大。
3、制备泥浆
泥浆在钻孔中的作用是：①在孔内产生较大的静水压力，可防止坍孔；②泥浆向孔外土层渗漏，在钻进过程中，由于钻头的活动，孔壁表面形成一层胶泥，具有护壁作用，同时将孔内外水流切断，能稳定孔内水位；③泥浆相对密度大，具有挟带钻渣的作用，利于钻渣的排出。此外，还有冷却机具和切土作用，降低钻机磨损和发热程度。为了提高泥浆对钻渣的悬浮能力，可以在泥浆中加入Na+。
4、安装钻机或钻架
钻架是钻孔、吊放钢筋笼、灌注混凝土的支架。在钻孔过程中，成孔中心必须对准桩位中心，钻机必须保持平稳，不发生位移、倾斜和沉陷。
5、钻孔
目前，我国多采用旋转钻进成孔法，利用钻具旋转切削土体钻进，并同时采用循环泥浆的方法护壁排渣。
正循环，即在钻进的同时，泥浆泵将泥浆压进泥浆笼头，通过钻杆中心从钻头喷入钻孔内，泥浆挟带钻渣钻孔上升，从护筒顶部排浆孔排出至沉淀池，钻渣在此沉淀池而泥浆仍进入泥浆池循环使用。正循环成孔设备简单，操作方便，工艺成熟，但是当桩径较大时，钻杆与孔壁间的环形断面较大，泥浆循环时反流速度低，排渣能力弱。
反循环，泥浆从钻孔与孔壁间的环状间隙流入孔内，来冷却钻头并携带沉渣由钻杆内腔返回地面的一种钻进工艺。反循环成孔效率高，但是排除较大钻渣的能力较弱。
6、清孔
清孔目的是除去孔底沉淀的钻渣和泥浆，以保证灌注的钢筋混凝土质量，确保桩的承载力。
清孔的方法有：抽浆清孔、掏渣清孔、换浆清孔等。
抽浆清孔，用空气吸泥机吸出含钻渣的泥浆而达到清孔的目的，这种方法适用于孔壁不易坍塌，各种钻孔方法的端承桩和摩擦桩。
掏渣清孔，用掏渣筒掏清孔内粗粒钻渣，适用于冲抓、冲击成孔的摩擦桩。
换浆成孔，正反循环钻机可在钻孔完成后不停钻、不进尺，继续循环换浆清渣，直至达到清理泥浆的要求。它适用于各类土层的摩擦桩。
7、灌注水下混凝土
目前我国多采用直升导管法灌注水下混凝土。
将导管居中插入到离孔0.30~0.40m（不能插入孔底沉积的泥浆中），导管上口接漏斗，在接口处设隔水栓，以隔绝混凝土与导管内的水的接触。在漏斗中存备足够数量的混凝土后，放开隔水栓使漏斗中存备的混凝土连通隔水栓向孔底猛落，将导管内水挤出，混凝土烟道管下落至孔底堆积，并使导管埋在混凝土内，此后向导管连续灌注混凝土。导管下口埋入空内混凝土内1~1.5.m深，以保证钻孔内的水不可能重新流入导管。随着混凝土不断由漏斗、导管灌入孔内，钻孔内出去灌注的混凝土及其上面的水或泥浆不断被顶托升高，相应的不断提升导管和拆除导管，直至灌注混凝土完毕。
最后一节漏斗顶端应比端顶（桩顶在水面以下时应比水面）高出至少3m，以保证在灌注最后部分混凝土时，管内混凝土能满足顶托管外混凝土及其上面的水或泥浆重力的需要。
四、钻孔过程中容易发生质量问题和处理方法
在钻孔过程中应防止坍孔、孔形扭歪或孔偏斜，甚至把钻头掉进孔内等。
塌孔，在成孔过程或成孔内后，有时在排除的泥浆中不断产生气泡，有时护筒内的水位突然下降，这是塌孔的迹象。如发生塌孔，应探明塌孔位置，将砂和粘土的混合物回填到塌孔位置1~2m，如塌孔严重，应全部回填，等回填物沉积密实后再重新钻孔。
缩孔，缩孔是孔径小于设计孔径的现象，是由于塑性土膨胀造成的，处理时可反复扫孔，以扩大孔径。
斜孔，桩孔成孔后发现较大垂直偏差，是由于护筒倾斜和位移、钻孔不垂直、钻头导向部分太短、导向性差、土质软硬不一或遇上孤石等原因造成。斜孔会形象桩基质量，并造成施工上的困难。处理时，可在偏斜处吊放钻头，上下反复扫孔，直至把孔位校直；或者在偏斜处回填砂粘土，待沉积密实后再钻。
五、灌注水下混凝土注意事项
灌注水下混凝土是钻孔灌注桩施工最后一道关键性的工序，施工中应注意以下几点：
（1）混凝土拌合必须均匀，防止混凝土离析而发生卡管事故；
（2）灌注混凝土必须连续作业，一气呵成，避免任何原因的中断；
（3）在灌注过程中，要随时测量和记录孔内混凝土灌注高程和导管如孔长度，提升导管时控制和保证导管埋入混凝土面内有3~5m深度；
（4）灌注的桩顶高程应比设计值预加一定高度，此范围的浮浆和混凝土应凿除，以确保桩顶混凝土质量。预加高度一般为0.5m，深桩应酌量增加。
六、总结
桩基础不仅可以作为建筑基础，而且还广泛用于软弱地基的加固和地下支挡结构物。熟悉和掌握钻孔灌注桩基础的施工及施工过程中出现问题的应对技术非常重要。
参考文献：
《基础工程》――王晓谋 人民交通出版社